Tras hundirse un barco en el Canal de la Mancha, una niña de apenas un año aparece flotando en un estuche de violonchelo y es rescatada por un erudito y aventurero londinense llamado Charles Maxim. De esta forma tan extraordinaria comienza la conmovedora historia de Sophie y Charles, quien, una vez constatada la desaparición de la madre de la niña, se convierte en su tutor legal. Sin embargo, con el paso del tiempo, se apodera de Sophie la idea de que su madre sobrevivió al naufragio, y aunque Charles le advierte que eso es casi imposible, para ella el «casi» significa que existe «alguna» posibilidad, y ésta, por remota que sea, jamás debe descartarse.
Así pues, a pesar de que la única pista que tienen es una dirección parisina grabada en el estuche del chelo, Charles, que lo daría todo por verla feliz, accede a acompañarla a París para iniciar la incierta búsqueda. Allí, en una noche mágica, Sophie conoce a Matteo y sus amigos, unos jóvenes vagabundos que recorren la ciudad por los tejados y que enseguida se prestan a ayudarla para que su sueño se haga realidad.